Спосіб одержання водню

Реферат: Спосіб одержання водню включає розкладання води дією високовольтних імпульсних розрядів. Високовольтні імпульсні розряди здійснюють з питомими витратами енергії від 250,00 до 300,00 3 кДж/дм , при цьому початковий питомий опір води складає від 30,00 до 15,00 Омм, а міжелектродний проміжок дорівнює від 0,02 до 0,1 м. UA 85282 U (12) UA 85282 U UA 85282 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електрохімії та енергетики, а саме, до способів одержання водню з води і може бути використана в різних двигунах, які використовують водень, як паливо, і пристроях, що використовують екзотермічну реакцію окислення водню, паливних елементах, батареях та інших. Аналогом способу, що заявляється, є "Спосіб одержання водню" (патент РФ № 2032611, МПК С01В 3/08, опубл. 10.04.1995), шляхом розкладання води металами під впливом електричних імпульсів. Спосіб здійснюють при взаємодії води з алюмінієм, який активують пропусканням постійного електричного струму в сольовому розчині лужного або лужноземельного металу. Ознакою, що збігається з ознаками способу, що заявляється, є розкладання води під впливом електричних імпульсів. Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що спосіб передбачає використання алюмінію та не визначає оптимальних параметрів здійснення електричних імпульсів. 4 Найближчим аналогом є "Спосіб одержання водню" (а.с. СРСР № 1264513 МПК CO IB 3/08, експертний висновок додається), шляхом розкладання води і заліза дією високовольтного іскрового електричного розряду в присутності порошків металів, що вибрані з групи, яка містить магній, алюміній, титан, нікель, що взяті в кількості 0,10-20 % або порошку кремнію, що взятий в кількості 0,1-5 % мас. Ознакою, що збігається з ознаками способу, що заявляється, є розкладання води металами дією високовольтних імпульсних розрядів. Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що в способі використовують порошки металів, що ускладнює його реалізацію оскільки потребує розробку механізмів подачі порошків в електророзрядну камеру та їх видалення. Крім того, спосіб не визначає оптимальних параметрів дії високовольтних імпульсних розрядів. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб одержання водню шляхом визначення питомих витрат енергії високовольтних імпульсних розрядів, початкового опору води та міжелектродного проміжку, що дозволить спростити спосіб і зменшити витрати на його реалізацію за рахунок відсутності металевих порошків. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання водню, що здійснюють шляхом розкладання води дією високовольтних імпульсних розрядів, згідно з корисною моделлю, високовольтні імпульсні розряди здійснюють з питомими витратами енергії від 250,00 до 300,00 кДж/дм, при цьому початковий питомий опір води складає від 30,00 до 15,00 Омм, а міжелектродний проміжок дорівнює від 0,02 до 0,1 м. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між основними ознаками способу, що заявляється і технічним результатом, необхідно відзначити наступне. Ознаки "високовольтні імпульсні розряди здійснюють з питомими витратами енергії від 250,00 до 300,00 кДж/дм, при цьому початковий питомий опір води складає від 30,0 до 15,0 Омм, а міжелектродний проміжок дорівнює від 0,02 до 0,1 м", дозволяють спростити спосіб і зменшити витрати на його реалізацію за рахунок відсутності металевих порошків. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 представлено залежність газовиділення від питомих витрат енергії високовольтних імпульсних розрядів для різних міжелектродних проміжків, а на фіг. 2 - залежність початкового питомого опору води від питомих витрат енергії високовольтних імпульсних розрядів. Спосіб здійснюють таким чином. Електророзрядну камеру заповнюють водою, питомий початковий опір якої дорівнює від 0,02 до 0,1 м. На електроди електророзрядної камери подають напругу 30-50 кВ і здійснюють високовольтні імпульсні розряди в воді з питомими витратами енергії від 250,00 до 300,00 кДж/дм". Високовольтний імпульсний розряд є потужним джерелом тиску і високих температур (більш 25000° К). В наслідок дії електричного розряду вода розкладається на хімічно активні частинки Н˙і ОН˙, які здатні спричинити реакції окиснення металу електродів та розрядної камери. Атоми гідрогену, в основному, рекомбінують з утворенням молекулярного водню. Об'єм виділення газів залежить від значення питомих витрат енергії, величини початкового питомого опору води, яку використовують як розрядне середовище, та величини міжелектродного проміжку. 3 Значення питомих витрат енергії в діапазоні від 250,00 до 300,00 кДж/дм є оптимальним для одержання максимального газовиділення, що підтверджено дослідним шляхом (див.фіг.1), де крива 1 відповідає величині міжелектродного проміжку 0,075 м, а крива 2-0,025 м. 3 Збільшення питомих витрат енергії більш за 300,00 кДж/дм недоцільно оскільки об'єм газовиділення збільшується не пропорційно витратам енергії. 1 UA 85282 U 5 10 15 20 На фіг. 2 показано залежність питомого опору води від питомих витрат енергії високовольтних імпульсних розрядів за умови різних значень початкового питомого опору. Час зниження величини питомого опору розрядного середовища до критичного значення 7,5 Омм, при якому пробій зникає, залежить від його початкової величини. Чим більше величина початкового питомого опору, тим більше час зниження його до критичного значення та тим більше газовиділення. Використовувати воду, початковий питомий опір якої більше 30,0 Омм, недоцільно через велику діелектричну міцність розрядного середовища та малого міжелектродного проміжку для здійснення пробою, при якому виділяється малий об'єм газу. Чим більше розмір міжелектродного проміжку, тим більше площа поверхні стикання каналу розряду і робочого середовища. Виходячи з цього та для того, щоб здійснювався пробій міжелектродного проміжку, його розмір встановлюють у межах від 0,02 до 0,1 м. Таким чином, спосіб одержання водню дозволить спростити спосіб і зменшити витрати на його реалізацію за рахунок відсутності металевих порошків. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб одержання водню, що здійснюють шляхом розкладання води дією високовольтних імпульсних розрядів, який відрізняється тим, що високовольтні імпульсні розряди здійснюють з 3 питомими витратами енергії від 250,00 до 300,00 кДж/дм , при цьому початковий питомий опір води складає від 30,00 до 15,00 Омм, а міжелектродний проміжок дорівнює від 0,02 до 0,1 м. 2 UA 85282 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3